Los cambios en la química del océano muestran cómo el nivel del mar afecta el ciclo mundial del carbono

Los resultados, publicados el 26 de marzo en Ciencias, proporcionan nuevos conocimientos sobre el funcionamiento interno del ciclo global del carbono y, en particular, los procesos mediante los cuales el carbono se elimina del medio ambiente a través de la deposición de carbonatos.

«El estroncio es muy similar al calcio, por lo que se incorpora a las capas de carbonato de calcio de los organismos marinos», dijo la autora principal Adina Paytan, profesora de investigación del Instituto de Ciencias Marinas de la UC Santa Cruz.

Paytan y sus coautores examinaron las proporciones de diferentes isótopos de estroncio, incluidos los isótopos radiogénicos (producidos por la desintegración radiactiva) y los isótopos estables, que proporcionan información complementaria sobre los procesos geoquímicos. Descubrieron que la proporción de isótopos estables de estroncio en el océano ha cambiado considerablemente en los últimos 35 millones de años y sigue cambiando hoy, lo que implica grandes cambios en la concentración de estroncio en el agua de mar.

«No está en un estado estable, por lo que lo que va al océano y lo que se va no es lo mismo», dijo Paytan. «La composición del estroncio del agua de mar cambia según cómo y dónde se depositan los carbonatos, y esto se ve afectado por los cambios en el nivel del mar y el clima».

Las fluctuaciones en las proporciones de isótopos de estroncio analizadas en este estudio reflejan el efecto combinado de cambios en el equilibrio global de los procesos geológicos, incluida la alteración de las rocas en la tierra, la actividad hidrotermal y la formación de sedimentos carbonatados en ambos ambientes. cerca de la costa. .

La deposición de carbonato en el océano abierto proviene del plancton marino, como los cocolitóforos y los foraminíferos, que forman sus caparazones de calcita mineral de carbonato de calcio. En las aguas poco profundas de las plataformas continentales, los corales pétreos son más abundantes y construyen sus esqueletos de un mineral de carbonato de calcio diferente, aragonito, que incorpora más estroncio que calcita.

«Cuando se forman los corales, eliminan el estroncio, y cuando están expuestos, este estroncio se lava y regresa al océano», dijo Paytan. «Con los cambios en el nivel del mar, más o menos la plataforma continental donde crecen los corales queda expuesta, lo que afecta la composición del estroncio del agua de mar».

La deposición de carbonato también regresa al sistema climático, porque el océano absorbe dióxido de carbono de la atmósfera y la deposición de carbonato en escalas de tiempo geológico elimina el carbono del sistema. El ciclo global del carbono y el dióxido de carbono atmosférico están estrechamente relacionados con el cambio climático, tanto a largo plazo como durante los altibajos recurrentes de los ciclos recientes de la glaciación.

«El nuevo tipo de información que podemos leer de los isótopos de estroncio estables ahora nos permite observar de cerca el final del ciclo global del carbono, cuando el carbono se elimina del medio ambiente y se deposita en los lechos de carbonato marino», dijo el coautor. Mathis Hain , profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en UCSC.

«Estos hallazgos abren una nueva ventana para que veamos cómo el ciclo global del carbono se ha adaptado al nivel del mar y al cambio climático a lo largo del tiempo geológico», agregó. «Necesitaremos esta información para orientar nuestra respuesta a nuestra emergencia climática actual y para mitigar los peores efectos de la acidificación de los océanos».

Los investigadores pudieron reconstruir un registro sólido y detallado de los cambios de isótopos de estroncio en el agua de mar basándose en un análisis de barita marina extraída de núcleos de sedimentos de aguas profundas.

«Documentos como este son fundamentales para comprender cómo funciona nuestra tierra en tiempos geológicos», dijo la coautora Elizabeth Griffith de la Universidad Estatal de Ohio. «Nuestro equipo internacional trabajó en conjunto para crear este registro único y explicar su significado a través de modelos matemáticos, de modo que podamos reconstruir los cambios en el pasado cuando las condiciones climáticas eran diferentes. La esperanza es comprender cómo nuestro planeta azul podría funcionar en el futuro. . «

Además de Paytan, Hain y Griffith, los coautores del artículo incluyen a Anton Eisenhauer y Klaus Wallmann del Centro GEOMAR Helmholtz de Investigación Oceánica en Alemania y Andrew Ridgwell de UC Riverside. Este trabajo fue apoyado por la National Science Foundation.